一種基于Photoshop的表面活性劑潤濕性測定方法

伍智華，李洪浩，王秀瓊，彭山英

(1.四川國光農化股份有限公司，四川 簡陽 641400；2.四川省農業科學院植物保護研究所，四川 成都610066)

一種基于Photoshop的表面活性劑潤濕性測定方法

伍智華1，李洪浩2，王秀瓊1，彭山英1

(1.四川國光農化股份有限公司，四川 簡陽 641400；2.四川省農業科學院植物保護研究所，四川 成都610066)

利用Photoshop軟件獲得表面活性劑在葉片上的潤濕面積，以潤濕面積比較表面活性劑的潤濕性能。利用固定相機，拍下表面活性劑液滴在葉片上的擴展區域，用Photoshop軟件摳出液滴擴展面積，并獲取準確的像素，以該像素值除以水的像素值獲得相對擴展比例。通過兩次試驗，分別在芋葉和芭蕉葉上對SILWET408和BQ-100進行潤濕性比較，結果SILWET408潤濕性均優于BQ-100。該方法能直觀地反應表面活性劑的潤濕擴展性能，為農藥制劑開發研究和田間應用提供更加直接的參考數據。

Photoshop；潤濕性；SILWET408；BQ-100

表面活性劑的潤濕性其測量方法很多，其中最重要的一個方法是采用表面張力儀來測定表面張力值，以表面張力值來表示其潤濕性能。但表面張力值只是針對表面活性劑本身的一個值，而對于不同的作物，其潤濕性的表現不同，具體使用量也存在差異。另一種方法是測試液滴的潤濕角，潤濕角越小，說明潤濕性越好，但這種方法需要專業設備，價格也比較高。國標對潤濕性的測量有相關推薦標準(GB/T 11983-2008)，其主要方法是采用浸沒法，將棉布圓片浸沒于被測表面活性劑溶液，或已知濃度的標準潤濕劑溶液中，記錄潤濕時間，對相應的濃度繪制潤濕時間曲線，可評價表面活性劑的潤濕力。該方法需要標準的帆布、浸沒夾，實際操作很難把握，誤差也很大。同時該方法也僅僅表示表面活性劑對帆布的潤濕能力。

基于Photoshop在農業科學上的研究也較多，主要用于葉片面積測量。其測量方法是先將葉片掃描成圖片，在Photoshop中用“套索”或“魔棒”工具選擇需要計算面積的區域，在“直方圖”窗口中查看選擇區域的像素值，將像素值按實際比例換算成面積[1-5]。在Photoshop CS5版本中，Photoshop提供相關面積分析功能，在“分析”菜單中，設定測量比例，然后點“記錄測量”，系統可以自動計算出面積、周長等數據，還可以將數據導出[6]。這些數字化技術都可以為農業科學技術的研究提供便利性。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮芋葉和芭蕉葉；邁圖有機硅潤濕劑SILWET408(南京捷潤科技有限公司提供)；鋪展有機硅BQ-100(廣州佰謙化工有限公司)將SILWET408和BQ-100分別稀釋1000倍配成母液，再用母液分別配制成2500倍液、5000倍液、10000倍液、15000倍液稀釋液保存備用。

1.2 測量儀器及軟件

1.2.1 儀器 Sony TX-10數碼相機(帶固定三腳架)、電腦、電子天平。

1.2.2 工具 20μL微量進樣器(液相色譜儀用)、剪刀、燒杯、玻璃棒。

1.2.3 軟件 Adobe Photoshop CS5、Microsoft Office。

1.3 拍攝測量

將數碼相機固定在三腳架上，鏡頭垂直向下，三腳架下放一平面，平面離相機鏡頭垂直距離約10～20cm；在數碼相機液晶屏中心位置標記一點，測試時將液滴中心位置與該點對齊；設置好數碼相機拍攝參數，盡量使用最高像素，使用微距模式拍攝；將表面活性劑配制成不同濃度的液體備用；用剪刀剪一小塊新鮮干凈的葉片，放置在平面上展平，用微量進樣器吸取10μL表面活性劑試樣，注射在葉片上，1min后拍照；將照片導入電腦，用photoshop進行摳圖處理，主要方法是先采用“套索”或“魔棒”工具將液滴區域選擇，復制和粘貼后，在圖層窗口中可以看見軟件自動新建了一個圖層，而該圖層即為摳出來的液滴；在菜單欄“窗口”中點擊“直方圖”，在打開窗口的右上角點擊菜單圖標，選擇“擴展視圖”，直方圖會加載詳細信息(見圖1)，其中“源”項選擇“選中的圖層”，“像素”數值即為我們需要的值。

圖1 直方圖詳細信息

1.4 樣品測試

按照1.3的測量步驟分別在芋葉和芭蕉葉上進行測試，比較兩種潤濕劑的潤濕鋪展性能。

1.5 數據處理

1個濃度重復測3次，計算3次平均值。

相對擴展比例=處理像素/清水對照像素

2 結果與分析

2.1 SILWET 408和BQ-100在芋葉片上的潤濕性比較

從表1可以看出，兩種表面活性劑隨著稀釋倍數的增加，相對擴展比例在逐漸減小。BQ-100稀釋倍數在2500～15000倍時，相對擴展比例在1.78～32.51；SILWET408稀釋倍數在2500～15000倍時，

表1 SILWET 408和BQ-100在芋葉片上的潤濕性數據

相對擴展比例在2.13～42.43。在相同稀釋倍數下，SILWET408相對擴展比例值均大于BQ-100，說明在芋葉上SILWET408比BQ-100更加優秀。而BQ-100在5000倍時相對擴展比例僅4.02，說明BQ-100想有更好的效果需要稀釋倍數低于5000倍。

圖2 芋葉試驗比較

2.2 SILWET 408和BQ-100在芭蕉葉片上的潤濕性比較

在芭蕉葉上，表2試驗結果與表1類似，BQ-100稀釋倍數在2500～15000倍時，相對擴展比例在1.90～25.86；SILWET408稀釋倍數在2500～15000倍時，相對擴展比例在3.37～47.71。同樣稀釋倍數下，SILWET408比BQ-100相對擴展比例值更大，在2500倍時，SILWET408的相對擴展比例值幾乎是BQ-100的2倍。同樣說明在芭蕉葉上SILWET408比BQ-100更優秀。

表2 SILWET 408和BQ-100在芭蕉葉片上的潤濕性數據

3 結論

從試驗數據可以看出，SILWET408的潤濕擴展性能比BQ-100更好。表面活性劑在不同的葉片上潤濕性表現不一樣，SILWET 408明顯對芭蕉葉潤濕性更好，擴展區域更大，對芋葉潤濕性相對差一些；而BQ-100在5000倍及以上對芋葉潤濕性非常差，達到2500倍后潤濕性急劇增加， 而對芭蕉葉隨稀釋倍數減少，潤濕性逐漸增加。兩種表面活性劑田間桶混使用時，想要獲得好的潤濕性能，稀釋倍數應該在10000倍以下。

圖3 芭蕉葉試驗比較

本方法的誤差主要有以下方面：一是摳圖區域屬于人為劃定，不存在絕對準確，但采用高分辨率(或高像素)的相機可以減小誤差，因為分辨率大，圖片可以放大進行摳圖，同時獲取的像素值更大，更準確；二是拍攝的材料(葉片)影響液滴擴展，即使同一張葉片，不同區域的葉片狀態也不一樣，因此擴散面積也不一樣；三是相機固定高度和液滴位置也影響拍攝面積，因此相機必須固定統一的高度，拍攝液滴最好在圖像正中，并且以清水作為對照來表示相對擴展比例。某些潤濕劑潤濕性非常好，隨時間推移面積不停在擴大，而擴大到一定程度后會由于風干而面積減少，造成試驗誤差，因此需要限定擴散時間，以上試驗僅限定1min，實際田間應用擴散面積可能遠大于1min擴散的面積。

[1] 陳圣林,吳志華,馬生健. 基于數字圖像處理的桉樹葉面積分析[J]. 桉樹科技,2006,01:6-10.

[2] 陳偉祥,黃佳佳. 兩種植物葉面積測定方法的比較研究[J]. 吉林農業,2010,10:50-51.

[3] 白由路,楊俐蘋. 基于圖像處理的植物葉面積測定方法[J]. 農業網絡信息,2004,01:36-38.

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[5] 張仁祖,徐為根,黃文杰. 一種新的基于圖像處理的作物葉面積測量方法[J]. 江西農業學報,2008,04:117-119.

[6] 于守超,張秀省,冀蘆莎. 基于Photoshop CS5的植物葉面積測定方法[J]. 湖北農業科學,2012,15:3340-3342.